Tema3 Atomo

7/24/2019 Tema3 Atomo

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Tema 2.- El tomo y sus uniones

TEMA 2.- El tomo y sus unio-

nesNDICE GENERAL

1.- El tomo.

1.1.- Concepto de tomo.

1.2.- Estructura del tomo; partculas subatmicas fundamentales. Nmeros atmico y m

sico.

1..- Concepto de in; tipos de iones.

1.!.- Concepto de istopo.

1.".- Confi#uraciones electrnicas de los tomos.

2.- $istema peridico de los elementos.

.- Enlace %umico.

.1.- Concepto y formacin.

.2.- Tipos de enlace %umico.

.2.1.- Enlace inico.

.2.2.- Enlace co&alente.

.2..- Enlace metlico.

!.- El mol.

1.- EL TOMO.

1.1.- CONCEPTO DE TOMO.

Ya desde la Antigedad se conocan los fenmenos de electi!acin de la mateia" as#se $a%a com&o%ado e'&eimentalmente ()e alg)nas s)stancias# como el mbar*ele'tron# engiego+# ataan a otas c)ando se fota%an. No o%stante# se esta%a le,os de conoce la e'&lica-cin de estos fenmenos# &)es no se dis&ona de los inst)mentos necesaios # adems# se

&ensa%a ()e la mateia ea contin)a# es deci# ()e no esta%a fomada &o &atc)las.

No f)e $asta &inci&ios del siglo /0/ en ()e el cientfico ingls John Dalton*1233-1455+ &lantes) teoa atmica de la mateia# seg6n la c)al todas las s)stancias esta%an fomadas &o )nas &atc)las m)&e()e7as# indi8isi%les# llamadas tomos. No o%stante# esta teoa f)e ignoada d)ante ms de 9: a7os# nof)e etomada $asta ()e alg)nos cientficos como Faradayo Volta*in8ento de la &ila elctica+ eali!aone'&eimentos en los ()e se &ona de manifiesto la electicidad. De esta manea# se lleg a la concl)sin de()e la mateia de%a se discontin)a# es deci# esta%a fomada &o &atc)las" adems# estas &atc)las de%ancontene caga elctica# lo c)al e'&licaa todos los fenmenos elcticos ()e se i%an desc)%iendo. ;)e a fi-nales del siglo /0/ &inci&ios del // c)ando los a8ances tcnicos &emitieon desc)%i la est)ct)a msintena de la mateia# com&o%a ()e alg)nas de las ideas de Dalton ean cietas.

Decimos ()e )n tomo es la est)ct)a *o &atc)la+ ms &e()e7a ()e tiene las &o&iedades de )n de-

(epartamento de )sica y *umica + ,E$ eopoldo *ueipo /elilla0 1


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puntes de )sica y *umica + ! E.$.3. Curso 241"-2415

teminado elemento ()mico. As# )n tomo de oo es la &atc)la ms &e()e7a ()e e'iste en la Nat)ale!a()e tiene las &o&iedades del oo.

1.?CT?>A DE@ TOMO" PA>TC?@A= =?BATM0CA= ;?NDAMENTA@E=. N -ME>O= ATM0CO Y M=0CO.

A finales del siglo /0/ &inci&ios del siglo // se eali!aon n)meosos e'&eimentos &aa est)diala est)ct)a intena de los tomos. o en da sa%emos ()e )n tomo est fomado &o < !onas %ien difeen -ciadasF

a+ Gona cental o n6cleoF en ella se enc)entan los protones *&atc)lascon caga &ositi8a+ los neutro nes*&atc)las sin caga elctica+# m)com&imidos ente ellos.

%+ Gona e'tena o cote!aF en ella se enc)entan los electrones*&atc)lascon caga negati8a+ giando alededo del n6cleo a )na gan distanciade l. As# la distancia ente el n6cleo la cote!a es del oden de 1::::8eces mao ()e el tama7o del n6cleo# de donde se ded)ce ()e el to-mo se enc)enta &cticamente $)eco.

As &)es# las art!"ulas su#at$mi"as %undamentalesdel tomo son los &otones# ne)tones *a am-%os se les llama nucleones&o encontase en el n6cleo+ electones" s)s &o&iedades son las sig)ientesF

&A'T()*LAF*+DAME+TAL

)A',A MAA

Potn H1I3J 1:-1KC 1I32


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1.5.- CONCEPTO DE 0=TOPO.

Dos o ms tomos son is$toosdel mismo elemento ()mico c)ando tienen el mismo n6meo atmi-co difeente n6meo msico# es deci#c)ando tienen ig)al n6meo de &otones electones &eo difeente n6meo de ne)to-nes. @a e'istencia de < o ms isto&os decada elemento e'&lica los 8aloes decimales# no enteos# de las masas atmicas de loselementos. As# la masa atmica de c)al()ieelemento se detemina calc)lando la media&ondeada de las masas atmicas de todoss)s isto&os. Mostamos a la deec$a# amodo de e,em&lo# los isto&os del $idgeno *&otio# de)teio titio+.

1.9.- CON;0R?>AC0ONE= E@ECT>N0CA= DE @O= TOMO=.

@a config)acin electnica de )n tomo nos indica la manea en()e se disti%)en los electones en la cote!a de dic$o tomo. En el &'imoc)so se est)dia ()e en cada ca&a o ni8el de enega e'isten )nas $a%itacio-nesQ llamadas o%itales# ()e son !onas en las ()e es m) &o%a%le enconta alelectn. En ellos el electn se enc)enta deslocali!ado# es deci# se m)e8e a)na gan 8elocidad no &)ede deteminase con e'actit)d en () l)ga se en-c)enta. En estos o%itales# ()e tienen )na foma es&ecial de nom%ase# loselectones se 8an colocando en oden ceciente de enegas# es deci# llenando en&ime l)ga a()ellos ()e tengan )na enega meno. Dic$o oden 8iene detemi-nado &o el diagama de MSelle# ()e a&aece en la fig)a de la i!()ieda. @oso%itales 8ienen descitos &o letas n6meos *o%ital 1s# o%ital o%ital

9d#...+" el n6meo nos indica la ca&a o ni8el de enega en ()e se enc)enta el o%ital# la leta nos indica lafoma del o%ital. El significado ms &eciso se est)dia el &'imo c)so.

Po ota &ate# $emos de deci ()e no ca%e el mismo n6meo de electones en todos los o%itales" eln6meo m'imo de electones &o o%ital es el sig)ienteF

o%ital s < electoneso%ital & 3 electoneso%ital d 1: electoneso%ital f 15 electones

A la ca&a de electones *o ni8el de enega+ ms e'tena de )n tomo se le llama ca&a de 8alencia" a

todos los electones sit)ados en dic$a ca&a *o ni8el de enega+ se les llama electones de 8alencia.

En es)men# &aa eali!a la config)acin electnica de )n tomo 8amos llenando los o%itales deac)edo con el oden indicado en el diagama de MSelle *oden ceciente de enega+ $asta alcan!a el n6-meo de electones ()e tenga dic$o tomo. Po e,em&lo# como el cloo tiene n6meo atmico 12# tend 12electones en s) cote!a# s) config)acin electnica seF

Cl *G U 12+F 1s


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P)edes cons)lta as&ectos elacionados con la est)ct)a del tomo las config)aciones electnicas en la&gina We%

$tt&FXXconc)so.cnice.mec.esXcnice


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@a odenacin act)al de la ta%la &eidica se de%e a los cientficos erner &aneth# ()e tomaon la idea oiginal del cientfico ingls enry Moseley*1442-1K19+#()ien en 1K15 esta%lece el conce&to de n6meo atmico como el n de &otones e'istenteen el n6cleo de c)al()ie tomo# el c)al es caactestico de cada elemento. As &)es#Mosele *en la imagen de la deec$a+ lleg a la concl)sin de ()e la ode nacin co ecta

de los elementos de%a se no &o s) masa atmica# sino &o s) n atmico.

@a ta%la &eidica act)al consta de 2 filas o &eodos de 14 col)mnas# g)&os o familias. En ella secolocan los 115 elementos ()micos conocidos ace&tados &o la 0?PAC *0ntenacional ?nion of P)e andA&&lied C$emist+" de ellos# K: son nat)ales el esto# atificiales o sintticos *desc)%ietos en losla%oatoios+. @os elementos metlicos se sit6an en las !onas i!()ieda cental de la ta%la" los no metales sesit6an en la &ate s)&eio deec$a.

@os elementos se odenan en ella &o oden ceciente de s) n atmico# de tal manea ()e las &o&ie-dades ()micas 8an e&itindose confome %a,amos de fila * ley eri$di"a+. As# los elementos sit)ados en elmismo g)&o tendn similaes &o&iedades# adems de la misma config)acin electnica e'tena. @os dis-tintos g)&os o familias s)s coes&ondientes config)aciones electnicas e'tenas son los sig)ientesF

,'*&O O FAMLA )O+F,*'A)/+ ELE)T'/+)AE3TE'+A

1F alcalinos ns1


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4.- E+ LA)E 5*(M )O.

.1.- CONCEPTO Y ;O>MAC0N.

emos dic$o antes ()e los electones de 8alencia son los ()e deteminan las &o&iedades ()micasde los elementos# de modo ()e el n6cleo los electones ms cecanos no infl)in en dic$as &o&iedades"as &)es# tam%in deteminan la ca&acidad de los tomos de )nise ente s.

=a%emos ()e los gases no%les son los elementos ()micos ms esta%les# &)es no se com%inan conning6n oto elemento ()mico# ni si()iea ente ellos *tam%in se les llama gases inetes+" todos ellos tienen#a e'ce&cin del e# 4 electones de 8alencia. As &)es# la tendencia de los tomos a ad()ii mao esta%ili-dad *o meno enega+ se tad)ce en ad()ii la config)acin electnica ms esta%le *menos enegtica+ &o-si%leF la "on%i6ura"i$n ele"tr$ni"a de 6as no#le.

En la gfica de la i!()ieda a&aece la e'&licacin de &o () los tomos &efieenQ esta )nidosantes ()e se&aadosF confome los tomos se acecan# la enega de am-

%os 8a dismin)endo *con es&ecto a la s)ma de las enegas ()e am%ostenan antes de )nise+ $asta )na cieta distancia# llamada distancia deenlace. C)ando se acecan ms all de esta distancia# las cagas n)clea-es de am%os tomos $acen ()e se e&elan de n)e8o. As &)es# e'iste)na distancia ideal a la c)al los tomos ad()ieen la meno enega &o-si%le # &o tanto# la m'ima esta%ilidad. Y ello se consig)e &ecisamen-te c)ando los tomos ad()ieen la config)acin electnica e'tena degas no%le. A esta egla se la conoce como re6la del o"teto o re6la de7ossel. De lo dic$o anteiomente se ded)ce ()e el enlace ()mico# seadel ti&o ()e sea# es siem&e de nat)ale!a elctica.

A$oa %ien# la egla del octeto tiene alg)nas limitaciones" en &ime l)-

ga# slo se c)m&le * no siem&e+ &aa los tomos de los &imeos&eodos" en seg)ndo l)ga# el $idgeno es esta%le con < electones en

s) ca&a 1s" en tece l)ga# alg)nos elementos &)eden odease de ms de 4 electones *octeto e'&andido+ ode menos de 4 electones *octeto incom&leto+.

.


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miles de tomos )nidos ente ellos# colocados altenati8amente# mediante enlace inico. En el e,em&lo ()enos oc)&a# el NaCl# ello significa ()e la sal es )na s)stancia de est)ct)a cistalina ()e tiene )n tomo desodio &o cada tomo de cloo" s) est)ct)a es la sig)ienteF

@as ro iedades de las sustan"ias i$ni"asson las sig)ientesF

1. A tem&eat)a am%iente son slidos d)os. Ello se de%e a ()e la f)e!a ()e mantiene )nidos a lostomos# ()e es )na f)e!a elctica# es de gan intensidad.


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maneaF

\emos ()e los < tomos de com&aten 1 &a de e

-

de 8alencia" stos no &etenecen a ning6n tomoen conceto si8en de )nin ente am%os# oiginndose )n enla"e "o0alente sen"illo o simle.

Anlogamente al caso anteio# la molc)la O


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. =on insol)%les en ag)a * en c)al()ie ota s)stancia+. @a a!n es la misma ()e la mencionada ante-iomente.

5. =)elen se malos cond)ctoes del calo de la electicidad.

Po ota &ate# las roiedades de las sustan"ias "o0alentes mole"ulares *


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As &)es# la masa at$mi"ase la masa de )n tomo e'&esada en )ma * )+# la masa mole"ularse la s)ma de las masas de los tomos ()e foman )na molc)la o cistal tam%in e'&esada en )ma * )+.

NOTAF @a masa atmica de )n elemento no es )n n6meo e'acto# a ()e s) 8alo se calc)la $allando la me-dia &ondeada de las masas atmicas de los isto&os ()e de dic$o elemento e'istan en la Nat)ale!a. [sta es

la a!n de los 8aloes decimales de las masas atmicas de los elementos ()e a&aecen en la ta%la &eidica.

El moles la )nidad de cantidad de s)stancia en el =.0." se define de la sig)iente maneaF

Mol es la cantidad de s)stancia ()e contiene el mismo n de tomos ()e $a en 1< g de ca%ono-1

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